O que é CFD e como aplicar a metodologia pode alavancar seus resultados

Desidratação, dificuldade de concentração e erros na execução do trabalho são problemas comuns ocasionados pela falta de conforto térmico nos galpões industriais. Para ajudar a minimizar esse quadro, é importante entender o que é CFD e por que essa metodologia é a melhor solução para dimensionar sistemas de ventilação natural de alta performance.

Em linhas gerais, o CFD (Computational Fluid Dynamic) é a metodologia que viabiliza uma instalação perfeita dos sistemas de ventilação natural, validando dados de velocidade do vento e temperatura interna na fábrica para que seja possível obter o máximo desempenho da solução. Assim, não há risco de prejuízo ou retrabalho. Continue a leitura e entenda como funciona!

Entenda o que é CFD e como funciona na prática

O CFD é uma metodologia inovadora da engenharia computacional utilizada para modelar fluidos, como o ar. A partir desse método, é possível desenvolver um projeto minucioso de ventilação natural em um software de modelagem 3D. O programa valida dados e faz os cálculos necessários para prever uma instalação ideal conforme as necessidades de cada galpão.

Ou seja, o CFD funciona como uma calculadora de fluidos de ar que otimiza projetos de engenharia, já que não será necessário calcular manualmente o comportamento dos fluidos naquele espaço.

Isso permite testar diferentes possibilidades no modelo computacional para depois aplicar com mais assertividade no galpão, considerando-se que a eficiência de um projeto de ventilação natural depende de vários critérios.

O posicionamento da edificação em relação ao vento e ao sol, a localização das aberturas para passagem do vento, o tamanho dessas aberturas e os dados meteorológicos do ambiente são alguns desses fatores.

O CFD utiliza esses dados enquanto simula a criação de uma malha em 3D do ambiente para calcular o ponto médio de acuracidade da solução e, então, dimensionar um projeto bem-sucedido. Entre os resultados levantados pelo CFD podemos citar:

  • Comportamento do fluido;
  • Velocidade do ar;
  • Identificação de zonas de estagnação, as chamadas zonas “mortas”;
  • Identificação de pontos de maior e/ou menor temperatura;
  • Perfil de pressão e perda de carga;
  • Melhor posicionamento dos equipamentos na edificação;
  • Otimização geométrica do equipamento/edificação.

O que analisar na hora de realizar um projeto com CFD?

Um problema corriqueiro nas obras de galpões industriais é a preocupação com o conforto térmico. Um dos erros mais graves é que muitos gestores somente avaliam essa questão depois que a obra já está em andamento, o que gera retrabalho, atrasos e prejuízos.

Nesse sentido, mais importante do que saber em quais soluções investir para potencializar o conforto térmico, é saber o momento certo de projetá-las. O CFD permite trabalhar com essa previsibilidade. No entanto, alguns aspectos devem ser priorizados para aplicar essa metodologia de forma bem-sucedida. São eles:

Ter em mãos todas as informações necessárias

Os profissionais precisam ter em mãos todos os dados – inputs – do projeto para que a aplicação do CFD na realidade virtual ocorra de forma acurada. Quanto mais rigorosa for a captação dos dados físicos do local de instalação do projeto, mais certeiros serão os resultados do CFD. Entre as informações mais relevantes estão as medidas do local, as dimensões do projeto e a configuração climática do galpão.

Analisar o espaço em que a obra está sendo executada

A posição do galpão, os locais que recebem incidência direta do sol, a velocidade de circulação do vento, as aberturas disponíveis, o grau de umidade. Todos esses aspectos interferem no dimensionamento de um sistema de ventilação natural. Por isso, devem ser muito bem avaliados antes de aplicar o CFD no planejamento da obra.

Avaliar o conforto térmico do ambiente

Assim como as grandezas que citamos anteriormente, a configuração climática do galpão também interfere na performance do projeto de ventilação. É preciso estar atento à taxa de renovação do ar necessária para garantir o conforto térmico no ambiente e a outros aspectos relevantes, como o tipo de maquinário que será instalado e em quais locais esses equipamentos estarão posicionados.

Quais informações podem ser obtidas através do CFD?

Os resultados obtidos com a aplicação do CFD permitem compreender o comportamento do fluido no interior do galpão industrial, considerando-se aspectos como a velocidade do ar, as zonas de estagnação e os pontos de maior ou menor temperatura. No entanto, para obter esses insights valiosos é preciso ponderar todos aqueles fatores prévios que interferem na performance do sistema de ventilação.

Nesse sentido, alguns inputs físicos mais relevantes para a aplicação do CFD na realidade virtual são:

  • Posicionamento da edificação em relação ao vento e ao sol;
  • Número, tipo, tamanho e localização das aberturas do espaço;
  • Dados meteorológicos da região onde a edificação se encontra;
  • Velocidade do vento, considerando-se o ângulo normal à fachada de maior incidência;
  • Execução do balanço térmico da edificação, com o cálculo dos ganhos e perdas de calor por: insolação; processos industriais; pessoas; equipamentos; iluminação;
  • Cálculo da quantidade de ar necessária para combater a carga de calor e/ou contaminante existente no ambiente;
  • Quantidade de aberturas necessárias para a vazão requerida;
  • Quantidade de renovações de ar necessárias por hora no recinto para garantir o conforto térmico.

Por que usar essa metodologia no seu projeto de ventilação natural?

Vamos às principais vantagens de contar com essa metodologia na elaboração do seu projeto.

Proporciona mais eficiência e qualidade

Lendo até aqui, você certamente já percebeu que o CFD eleva o nível de qualidade de um projeto de ventilação natural. Com essa metodologia, é possível prever o comportamento do fluido de ar dentro do galpão e também no interior do lanternim para aumentar a eficiência da instalação, reduzir custos e evitar prejuízos.

O uso do CFD começa com um criterioso levantamento de dados da fábrica em si. Uma equipe especializada vai até o galpão e analisa os fatores que influenciam diretamente no dimensionamento da solução. Em seguida, essas informações são computadas no software, que automaticamente fará os cálculos necessários a partir da realidade virtual, garantindo assim um projeto mais acurado.

Permite alterações rápidas nos projetos

As simulações do CFD ajudam na evolução contínua de cada projeto, permitindo alterações rápidas e reavaliações quando necessário, sempre em busca do melhor desempenho possível da instalação. Além disso, com essa metodologia computacional fica muito mais fácil compreender como o sistema de ventilação natural funcionará na prática, bem como seu encaixe e design ideais.

Reduz custos e não gera retrabalho

Outra grande vantagem de validar os dados do seu projeto de ventilação natural com o auxílio do CFD é reduzir os custos da instalação e não correr o risco de ter retrabalho, pois tudo já estará bem dimensionado pelo software. Sabemos que a sua intenção ao instalar sistemas de ventilação natural é justamente ganhar conforto térmico e economizar com ventilação forçada. Portanto, qualquer prejuízo com a instalação seria muito frustrante.

Agora que você já compreendeu o que é CFD, não resta dúvida de que vale a pena utilizar a engenharia assistida por computação ao elaborar um projeto de ventilação natural. Afinal, para garantir o custo-benefício da solução, é preciso priorizar as etapas iniciais de seu desenvolvimento. O CFD otimiza esse processo para que você tenha sucesso na instalação e possa usufruir da melhor performance dos sistemas de ventilação natural.

Auxilia na redução de falhas

Como o CFD permite visualizar certos elementos do projeto que não seriam visíveis por outros meios, a obra ganha mais acurácia e rigor. Isso é fundamental para evitar falhas e prejuízo com instalações desnecessárias ou inadequadas, além de garantir o retorno sobre o investimento.

Ou seja, o CFD ajuda o projetista a prever o desempenho da solução e a testar muitas variações por meio de protótipos até que se encontre um resultado ideal. Assim, o profissional consegue acelerar o tempo de lançamento da obra, pois já se saberá de antemão quais os melhores caminhos a seguir.

O Grupo MB é pioneiro no uso desta metodologia em projetos de ventilação natural. Preparamos um infográfico que traz mais detalhes sobre as vantagens do CFD e sua aplicação nas indústrias. Baixe o material e veja o que você deve considerar na hora de fazer esse investimento!

 

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